Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
дельные линзы, ограниченные со всех сторон мерзлыми породами, и гидравлически они не связаны с другими видами вод.
4. КРИОГЕННЫЕ (МЕРЗЛОТНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ) ПРОЦЕССЫ
Для областей распространения многолетнемерзлых торных пород характерны специфические геологические процессы, отличающиеся от других экзогенных процессов. Они находят отражение в особенностях строения приповерхностной части горных пород и в характерных чертах рельефа и микрорельефа. Один из самых распространенных процессов в зонах многолетнемерзлых горных пород — морозобойное трещинообразование, в результате которого возникает система полигонов. Форма и размеры полигонов различны. В однородных породах возникают правильные тетрагоны (греч. «тетрагонон» — четырехугольник), а в неоднородных — полигоны неправильной формы. По данным Б. Н. До-стовалова, размеры морозобойных полигонов изменяются от первых десятков сантиметров до 40—80 м. Наиболее часты полигоны с поперечником от 6—8 до 15—20 (30) м.
Возникновение морозобойных трещин вызывает заполнение их льдом или минеральной породой. Именно с этим связано формирование первичных полигонально-жильных структур, широко распространенных в зонах многолетней мерзлоты. Они могут быть изначально-грунтовыми или смешанными грунтово-ледяными жилами, или ледяными.
Изначально-грунтовые жилы возникают в пределах сезоннота-лого слоя при многократно повторяющемся образовании морозобойных трещин и заполнении их льдом. При вытекании этого льда на его месте возникает полость, которая заполняется влажной вмещающей породой, оплывающей или осыпающейся со стенок трещины.
При наличии песчаных отложений и интенсивной ветровой деятельности в морозобойных трещинах накапливается сухой эоловый песок. Так возникают первично-грунтовые песчаные жилы.
В условиях изменяющихся из года в год увлажнения поверхности и влажности пород в сезонноталом слое образуются смешанные песчано-ледяные жилы.
Повторно-жильные льды наиболее характерны для северной геокриологической зоны со сплошным распространением многолетнемерзлых горных пород, в которой особенно широко развито морозобойное трещинообразование. Ежегодно повторяющийся процесс образования трещин преимущественно в одних и тех же местах приводит к тому, что ледяные жилы расширяются вследствие внедрения в среднюю их часть все новых и новых вертикальных слойков льда. При этом более ранние слои отодвигаются в стороны (рис. 10.3). Необходимое условие развития повторно-жильных льдов — проникновение морозобойных трещин в толщу многолетнемерзлых горных пород глубже границы сезонного про-таивания. Наилучшие условия для их развития возникают там.
где у поверхности залегают сильно увлажненные тонкодисперсные породы (глины, суглинки, супеси) и торф, сочетающиеся с небольшой глубиной сезонноталого слоя.
Среди повторно-жильных льдов выделяют два типа: 1) эпигенетические льды, возникающие в породах, ранее сформированных и позднее разбитых морозобойными трещинами; 2) сингенетические льды (рис. 10.4), образующиеся одновременно с накоплением осадков. Представим себе речную пойму, в пределах которой в морозобой-
Рис. 10.3. Мощные повторно-жильные льды и деформация вмещающих пород
ных трещинах возникли ледяные жилы. Во время половодья накапливаются новые пойменные осадки, что вызывает постепенный подъем поверхности поймы. Вслед за этим постепенно поднимается и верхняя граница мерзлой толщи, что естественно сопровождается наращиванием ледяных жил. Аналогичный процесс роста повторно-жильного льда может происходить одновременно с накоплением делювия, болотных, озерно-болотных и других отложений. Сингенетические повторно-жильные льды достигают местами значительных размеров. Так, в Яно-Индигирской приморской низменности известны ледяные жилы размером пэ вертикали до 40—50 м (!Думский и др., 1953; Романовский, 1977) при ширине в верхней части до 5—8 м.
Повторно-жильные льды, по данным Н. Н. Романовского, з большинстве случаев имеют двухъярусное строение. Нижний ярус, располагающийся в многолетнемерзлых породах, представляет собой ледяную жилу, верхний — грунтовую часть ее, образующуюся аналогично изначально-грунтовым жилам при оттаивании се-зонномерзлого слоя. По мере понижения температуры с юга на север и значительного уменьшения глубины сезонноталого слоя верхняя (грунтовая) часть жил уменьшается, а вертикальный размер ледяных жил увеличивается. В процессе роста повторно-жильных льдов наблюдаются деформация вмещающих пород, выгибание слоев вверх в приконтактной зоне и местами образование на поверхности валиков (см. рис. 10.4).
Псевдоморфозы по повторно-жильным льдам являются вторичными образованиями. В поперечном разрезе они имеют также жильную клиновидную форму и образуются при вытаивании ледяных жил и опускании, оплывании, обрушении пород, вмещающих жильное тело. При этом наблюдаются значительное перемещение и деформация пород, образующих псевдоморфозы (рис. 10.5). По-
Q ш
Рис. 10.4. Схема эпигенетического (Л) и сингенетического (Б) роста повторно-жильных льдов (по Б. Н. Достовалову): I—IV — последовательные стадии роста жил; а, б, в, г — ежегодно образующиеся элементарные ледяные жилки; Ah — мощность слоя накапливающегося за год осадка при сингенезе
